[发明专利]一种稳态和动态分量比例可调的总压畸变发生装置及方法

说明书

本发明公开了一种稳态和动态分量比例可调的总压畸变发生装置及方法，该装置包括依次安装于气动稳定性实验的进口管道中沿气流流动方向的稳态总压畸变发生器与动态总压畸变发生器，其中：所述稳态总压畸变发生器包括第一支架和金属丝网，金属丝网可拆卸式安装在支架上；所述动态总压畸变发生器包括第二支架、扬声器、集线盒，扬声器为多个，固定在第二支架上，扬声器的导线引出到集线盒中。本发明能够产生单独的稳态或动态总压畸变，也能够产生稳态与动态组合的总压畸变，且稳态分量和动态分量的比例可调。

技术领域

本发明属于一种影响航空发动机、压气机进口管道内气体流动的装置，属航空系统技术领域。

背景技术

总压畸变是指航空发动机进气道出口或者风扇/压气机进口截面总压呈现不均匀分布。总压畸变会造成多种危害，如使得压气机总压比与效率下降、稳定裕度减小、威胁航空发动机飞行安全等。要开展这方面的实验研究来评估总压畸变的影响，必须要有模拟进气总压畸变的装置。

总压畸变含有两种分量：稳态分量和动态分量。欧美在模拟总压畸变时通常使用畸变网发生器，将网格置于气流通道中，利用气流经过网格会造成总压损失来产生总压畸变，使用疏密分布不同的网格可产生不同的畸变图谱。由于网后气流脉动较小，此种方法产生的主要是稳态总压畸变；俄罗斯则通常使用插板扰流器，它是一块月牙形的实心插板，气流通过后会产生低压区，并在板边形成湍流，从而产生稳态和动态组合的总压畸变，但比例无法调整。

已有研究表明，稳态与动态分量比例的不同会改变总压畸变对发动机稳定性的影响，然而，现有的总压畸变发生装置的构型无法满足相关实验研究的需要，需要设计一种能够分别调节稳态和动态分量的总压畸变发生器。

在多级压气机中，低压压气机的出口存在着非均匀的压力波动。当压气机工作时，随着流量的减小，低压压气机和高压压气机的工作点逐渐向稳定边界靠近，当低压压气机首先进入旋转失速状态，而高压压气机仍然处于稳定工作时，高压压气机进口会产生严重的旋转总压畸变，降低高压压气机的稳定裕度，可能导致全台发动机进入旋转失速/喘振状态，造成严重后果，因此有必要对旋转总压畸变开展研究。目前模拟旋转总压畸变多使用旋转的畸变网发生器，无法模拟出总压畸变的动态分量。因此，所设计的总压畸变发生器最好还能产生旋转总压畸变，同时具有稳态分量和动态分量，且比例可调。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳态和动态分量比例可调的总压畸变发生装置及方法，该装置能够产生单独的稳态或动态总压畸变，也能够产生稳态与动态组合的总压畸变，且稳态分量和动态分量的比例可调。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种稳态和动态分量比例可调的总压畸变发生装置，包括依次安装于气动稳定性实验的进口管道中沿气流流动方向的稳态总压畸变发生器与动态总压畸变发生器，其中：

所述稳态总压畸变发生器包括第一支架和金属丝网，金属丝网可拆卸式安装在支架上；

所述动态总压畸变发生器包括第二支架、扬声器、集线盒，扬声器为多个，固定在第二支架上，扬声器的导线引出到集线盒中。

进一步的，所述稳态总压畸变发生器还包括电机、传动皮带、传动系统，传动系统固定于电机的输出轴上，第一支架的中心设置有中心轴，中心轴通过传动皮带与传动系统传动连接，通过电机带动第一支架转动。

进一步的，所述金属丝网为多个孔径大小不同的金属丝网，通过更换不同孔径的金属丝网实现获得不同的总压畸变。

进一步的，所述金属丝网为一层或多层。

进一步的，所述金属丝网通过螺栓固定在第一支架上。

进一步的，所述动态总压畸变发生器的第二支架中设置有多根梁，扬声器分布在梁上。